Тузов Г.И. Статистическая теория приёма сложных сигналов (1977) (1151885), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Реализация этих двух способов сканирования различна, различны и те возможности, которые они открывают. ззз Способ переменной тактовой частоты реализуется следующим образом. Если на приемном конце известна тактовая частота )т генератора тактовой частоты (ГТЧ) передатчика, то частоту управляемого тактового генератора (УТГ) приемника (рис. ?.2,б) можно установить = )т~й|. При этом кодовая последовательность генератора кода приемника будет скользить (отставать или опережать) относительно кода передатчика.
ее Г~й" Г 00ееууегетела ее 0а( уйу( Ю~! Ме 0 7 г З талке =т1Ье ( Г00ееруиаиепа у() Рис. 7.2. Область поиска сигнала (а), пояснение к способам ее скани. рования по задержке способом переменной тактовой частоты (б) и способом изменения задержки (з). Реализация способа с изменением задержки поясняется на схеме приемника, изображенного на рис.
7.2,в. Сигнал УТГ (равномерная импульсная последовательность) поступает одновременно на счетчик (СЧ) емкостью М и схему режекции (СР). После заполнения емкости счетчика следует команда на схему управления (СУ), которая совместно со схемой режекцни либо режектнрует (бланкирует) заранее заданное и число импульсов УТГ, либо, наоборот', это число и импульсов добавляет.
В результате кодовая последовательность генератора кода приемника изменяет задержку на впол- 326 Т„= 2РТт /т„ где т, — скорость сканирования интервала. Если считать, что при поиске исключены ошибки обнаружения и положение сигнала в интервале поиска равновероятно, то среднее время поиска составит Т„= ~~~+ ч' ~ъ ' (7 17 ) 2 м ~с Рассмотрим более сложные процедуры сканирования в дискретных точках. Можно показать, что если система поиска работает без ошибок (т. е.
вероятность пропуска сигнала и ложных тревог близка к нулю), то среднее время поиска сигнала равно 17) ло Тп= Т,~~~~ 1Ро (7.18) (7.17) не определенную величину, равную +-птьэ относительно задержки последовательности генератора кода передатчика. Заметим, что схема сканирования, изображенная на рис.
7.2,в, может быть упрощена, если в качестве счетчика использовать сам генератор кода приемника (в большинстве случаев регистр сдвига) с дешифратором, фиксирующим вполне определенное его состояние. При этом с появлением импульсов дешифратора, следующих через 8=2" — 1, происходит режекция (добавление) импульсов УТГ. Обычно УТГ и ГТЧ вЂ” высокостабильные кварцевые генераторы, и в этом случае сканирование способом изменения задержки более предпочтительно. К преимуществам этого способа относится и легко реализуемая возможность сканирования на любую величину задержки пт„с возможностью остановки на заданное время, при этом схема устройства строится на элементах цифровой техники. О наличии сигнала в точках интервала поиска решение принимает решающее устройство (РУ) по величине напряжения на выходе фильтра (Ф) или детектора (Д) обнаружителя (рис.
7.2,б, а). Наиболее простым видом сканирования является линейное непрерывное циклическое сканирование интервала (30). Длительность цикла поиска Т„ определяется временем просмотра периода кодовой последовательности. Так, для непрерывной псевдослучайной последовательности получим 327 где Т,— время анализа каждой ячейки области поиска; Р; — априорная вероятность присутствия сигнала в очй ячейке. Среднее время поиска минимизируется, если аа ~~~ (Р;=пцп, овн т. е.
когда осмотр ячеек осуществляется в направлении убывания априорной вероятности Рь Оценим выигрыш по времени поиска, определяемый оптимальным сканированием. В случае нормального априорного распределения Р, относительное уменьшение времени поиска ц при оптимальной процедуре по отношению к линейному сканированию можно выразить в виде табл.
7.! в зависимости от вероятности Р, непопадания сигнала в интервал поиска. Таблица тд |о- ° |о' ~о- ~о- Таким образом, сканирование в направлении уменьшения Р; позволяет уменьшить среднее время поиска сложных сигналов по сравнению с регулярным сканированием с края на край. Оптимизация обнаружителей. Вариант схемы о д н оканального обнаружнтеля представлен на рис. 7.2,б, в. Обнаружитель включает перемножитель, фильтр Ф, обеспечивающий интегрирование в пределах 0 — Т„детектор Д н решающее устройство РУ. При сканировании интервала поиска такой обнаружитель должен ответить на вопрос, имеется ли на входе приемника сигнал з(() (и шум) или сигнал отсутствует (т, е.
существует лишь шум). Такой обнаружитель иногда называют бинарным. При обнаружении сигнала с равновероятной фазой на фоне нормального белого шума производят сравнение 32з величины г ! ~г, ~= ') у(Г)8 „(г)аг о образуемой на выходе детектора огибающей, с напряжением порога зо — — Е/1»' о+ 1п Р (О) /Р (з), где Р(0) и Р(з) — априорные вероятности отсутствия и присутствия сигнала в ячейке с номером и„ .
Если к мо- 1' менту Г= Т, на выходе детектора получается 1з„,~ )з„ то считается, что сигнал присутствует, а если ~г, ~ =яо, то считается, что сигнала нет, и обнаружнтель йерехо дит к анализу следующей ячейки. При работе обнаружителя возможны два типа ошибок: ложные тревоги с вероятностью Р„„т. е.
ответы «да», когда в действительности сигнала нет, и пропуски сигнала Рщ„ т. е. ответы «нет», когда в действительности сигнал имеется. При этом для сигнала с неизвестной фазой имеем [71 Р„= ехр ( — а'/2), (7.19) Р,р —— 1 — ехр( — Е/Ы.) ) уехр( — у'/2)!о[(2Е/И.)'~ у)г(у, Ю где а=г/ (2Е///о) '~, а величина г определяется соотноше- нием 1и/о(г) =ио=Е/Л/о+1п Р(0)/Р(з). По формулам (7.19) могут быть вычислены харак- теристики, дающие связь между вероятностью правиль- ного обнаружения Рпо=1 — Роз н вероятностью ложной тревоги Р„при различных отношениях сигнал/шум Е/Иа В [7) показано, что при Ра,(0,1 и Ров(0,1 с по- грешностью менее 0,5 дБ ошибки обнаружения и отно- шение сигнал/шум определяются формулой Е/Ио = ($~ 1п(1/Р„)+ )/ 1п(1/Р„о) — 1,4 )'.
(?.20) Общее время поиска одноканальным обнаружителем с учетом пропусков сигнала н ложных тревог можно представить зависимостью То '(иоуор+/) То+то«Тоо, (7.21) 329 Гдв у,р и у„, — число пропусков и ложных тревог в ходе поиска; Т, и Т вЂ” время анализа одной ячейки и время перепроверки в случае ложной тревоги; / — порядковый номер ячейки цикла, в которой сигнал обнаружен. К другому типу одноканального обнаружителя ПС сигнала можно отнести схему слежения за задержкой, у которой в управляемый тактовый генератор вводится расстройка по отношению к генератору тактовой частоты передатчика. Длительность цикла поиска ССЗ будет определяться формулой (7.1?) при т, =(з,, где Й, — полоса пропускання ССЗ.
При выборе значения ьз следует учитывать уменьшение времени поиска при увеличении Й~, сопровождаемое увеличением шумовой ошибки. Максимальное значение ьз может быть выбрано из условия Р,/11 И,=Р,/Р. д„р, где дпор — пороговое значение сигнал/шум на выходе ССЗ. Если ограничить ошибку ССЗ величиной а,=О,Зс„, то д„р — — 11,1 (см. з 6.3). Одноканальные обнаружители обладают существенным недостатком — большим временем поиска, поэтому рассмотрим другие типы обнаружителей.
и канальный об н ар ужитель используется тогда Ц 7Л), когда принимаемый сигнал относится к одному из п ортогональных сигналов. Рассмотрим для примера фазоманипулированный псевдослучайный сигнал, для которого примем, что время интегрирования Т, в обнаружителе равно периоду последовательности Т, а число каналов и равно числу элементов последовательности Ь (счнтается, что частота сигнала известна). Схема различения п ортогональных сигналов, приведенная на рис.
1.5,б, позволяет определить, какой из п сигналов поступает на вход приемника. При этом время поиска Т =Т,=Т. Однако прн больших ?, реализация и =/. каналов затруднена (тем более прн больших иа=2ГТ 2ГоТо, когда необходим еще поиск по частоте) и ограничивается числом каналов и = по/т, (7.22) ' (т — число групп сигналов), применяя при этом сканирование интервала поиска. 330 Целесообразным видом сканирования интервала является дискретное сканирование с шагом и, Лт по задержке и пг)З( по частоте. Оптимизация процедуры такого сканирования рассматривалась выше. В процессе поиска сигнала с использованием п-канального обнаружителя необходимо решить, какой группе принадлежит сигнал, и оценить его параметры (частоту и задержку) в соответствии с параметрами того канала группы, в котором сигнал обнаружен.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
